2025年传感器行业深度报告:触觉提升机器人现实感知能力,打通灵巧操作关键一环
- 来源:东吴证券
- 发布时间:2025/06/03
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传感器行业深度报告:触觉提升机器人现实感知能力,打通灵巧操作关键一环.pdf
传感器行业深度报告:触觉提升机器人现实感知能力,打通灵巧操作关键一环。触觉传感器是用于机器人中模仿触觉功能的传感器,可以感知末端力、温度、湿度等等。按功能可分为接触觉传感器、力矩传感器、压觉传感器和滑觉传感器等。触觉传感器分布于机器人的躯干&灵巧手等部位,但灵巧手指尖传感器是核心部位,精准的力控是灵巧手商业化落地的基础。在灵巧手手掌上需要电子皮肤,主要强调对接触位置的精准控制和对物体材质的感知能力,在抓握动作中并不起主导作用。在灵巧手指尖上需要触觉传感器,指尖触觉传感器强调感知+控制,感控一体,最重要的特性是对三维力的感知,而且要实现不同手指的分布式协同工作,在抓握动作中起到主要作用。...
1.人形机器人为何需要触觉传感器?
触觉传感器系人形机器人实现泛化操作的核心部件
触觉传感器定义:触觉传感器是用于机器人中模仿触觉功能的传感器,可以感知末端力、温度、 湿度等等。按功能可分为接触觉传感器、力矩传感器、压觉传感器和滑觉传感器等。 触觉传感器分布于机器人的躯干&灵巧手等部位,但灵巧手指尖传感器是核心部位:电子皮肤和 触觉传感器将优先在灵巧手的指尖、指节、手指渗透,来提升处理复杂任务的能力;之后将向手 腕、肩膀、膝盖、大腿渗透,提升机器人的交互能力;最后将覆盖全身,走向通用化、智能化。
相较于传统工业夹爪,触觉传感器对灵巧手实现商业化落地至关重要:精准的力控是灵巧手商业 化落地的基础,触觉传感器可实时检测接触力、压力分布,帮助灵巧手调整抓握力度,提高抓取 的成功率和稳定性。 自适应触觉感知需要探测多维变量:其中包括滑觉、接触觉、压觉、力矩觉和温湿觉等。
触觉传感器对于抓握模型的训练也有重要意义: 1)现阶段机器人抓握尚未实现灵巧操作。目前人形机器人训练抓握操作的重心在于对抓握对象的识 别与抓握操作的成功率上,抓取时并不强调力控,放下时多为直接松开的释放,并未着重强调抓取物 品时的“轻拿轻放”。在现实中,人在进行抓取与释放的动作时多带有动态的力控调整,因此机器 人灵巧手要实现拟人操作,需要通过触觉传感器获得力感知与力控制能力。 2)通过触觉传感器收集抓握数据可助力抓握大模型训练。触觉的引入可助力VLA模型进一步泛化。 通过引入触觉这一关键信息,VLA模型可进一步延申为VTLA模型,触觉信息的引入是有效执行泛化 的原子交互任务基础,进而可以发挥大模型处理复杂任务和小模型实时高效的优势。
灵巧手指尖&手掌端触觉传感器辨析
手掌端电子皮肤:电子皮肤主要布局在指腹,手掌,手背位置,主要强调对接触位置的精准控制 和对物体材质的感知能力(与视觉材料感知互补),在抓握动作中并不起主导作用,因此从触觉 角度看仅需要一维压力传感器即可。 手指端触觉传感器:指尖触觉传感器是触觉传感器Plus,强调感知+控制,感控一体,最重要的特 性是对三维力的感知,而且要实现不同手指的分布式协同工作,在抓握动作中起到主要作用。
2.技术路线:触觉传感器各技术路线辨析
全球触觉传感器行业市场规模快速增长
全球触觉传感器行业市场规模快速增长:据GMI(Global Market Insight)数据,2024年全球触觉 传感器市场规模达164亿美元,预计2024-2034年CAGR将达13.5%。 下游来看,机器人作业环境不断向非结构化、复杂化发展,面向非工业环境的应用需求逐渐涌现 ,不断拓宽触觉传感器下游应用领域。根据华经情报网统计,2023年全球触觉传感器下游应用领 域占比前三分别为制造业(42%)、航天航空&国防(27%)、汽车行业(17%)。
触觉传感器分类: GelSight视触觉传感器方案
利用光学原理实现高空间分辨率和宽动态响应范围: 视触觉传感器(VBTS)是一种基于视觉的触觉感知装置。与传统的单一维度力传感器不同,它能够同 时感知法向力、切向力、相对滑动和物体的位姿等多维信息,非常接近人手的触觉信息维度。 工作原理可以类比为微型的“接触成像系统”: GelSight 基于柔性传感器,利用软胶材料来接触物体,当物体接触传感器表面时,弹性材料会根据接 触力的大小和方向产生不同程度的形变,借助特殊设计的光学系统和高分辨率摄像头,可以将微小形 变放大并转换为清晰的图像(简单来说就是通过拍摄图像的形变来反推受力变化)。 优缺点对比: 1)优点:具有高空间分辨率(等同于相机的分辨率),形变可视化,高灵敏度,可测量三维形变, 无电气干扰的问题。 2)缺点:在实时反馈和柔性响应上有所局限,容易受 到温度影响,体积较大,由于分辨率高因此对 端侧芯片算力要求高。
触觉传感器分类:基于电容原理的触觉传感器
电容传感器工作原理: 基于电容的存储能力随外部刺激引起的响应而变化,在外力作用下使两极板间的相对位置发生变化, 从而导致电容变化,通过检测电容变化量来获取受力信息。当传感器受到切向力时,上下电极的重合 面积发生变化,也会导致传感器的电容值发生变化。电容传感器能够测量三维力的大小。 接近觉功能仅有电容传感器能够实现: 基于边缘电场效应实现非接触式检测。当物体靠近传感器时,其周围电场分布发生变化,导致电极间 电容值改变,进而被传感器捕捉并转换为电信号。 优缺点对比: 1)优点:灵敏度高,能够测量微小接触力。响应速度快、易于阵列化集成 。 2)缺点:易受周围导电物体产生边缘电容干扰,响应非线性,负载能力差。
未来传感器企业的核心竞争壁垒在哪里?
传感器=敏感元件(感知+转换信号)+算法(处理信号的方法)+芯片(处理电信号): 1)敏感元件材料:不同技术路线的核心感知元件不同,但都需要用到导电硅胶这一柔性材料,导电 硅胶的性能决定了传感器的灵敏度和寿命,导电硅胶材料的合格供应商有望成为传感器企业的壁垒; 2)算法:算法本质上是处理电信号的能力,通过算法的迭代优化,一方面可以提高处理信号的准确 度,提高力感知能力,另一方面可以可以降低对芯片算力的需求。展望未来算法的迭代是传感器将本 与提升性能的关键。 3)芯片:传感器使用的芯片为模拟、数字混合芯片。芯片并非传感器的核心卡点,满足算力需求即 可,但自主设计的芯片能够通过改善架构实现更低的功耗和更低的延迟,提高传感器性能。
3.行业玩家:触觉传感器主流玩家介绍
福莱新材:布局电阻式柔性传感器
业绩稳步增长,盈利能力提升。2022-2024年公司营业收入从19.01亿元增长至25.41亿元,增长稳健,归母净利润 从0.75亿元增长至1.39亿元。利润率方面,2022-2024年公司毛利率稳定维持在13.4%的水平,通过优化产品结构 和加强费用管控,公司净利率由3.96%提升至4.80%。
柔性传感器有望打造公司第二成长曲线。公司成功开发出高性能柔性传感器材料。柔性传感凭借其可弯曲、轻 量化、低功耗等独特的功能,能够适应非传统的形状和表面,有望应用于人形机器人表层的电子皮肤。公司致 力于柔性触觉传感器及多模态感知系统,推动智能感知技术应用。公司的柔性传感器采用的技术路线是电阻式。
能斯达(一级公司/汉威科技参股):积极布局柔性触觉传感器
业绩承压,盈利能力下滑。2022-2024年,汉威科技营业收入从23.95亿元下滑至22.28亿元,归母净利润从2.76亿 元下滑至0.77亿元,主要受市场竞争加剧、研发投入增加及新业务拖累影响。利润率方面,公司毛利率稳定在 29%上下,净利率由11.53%下滑至2.41%,主要系期间费用率攀升及非经常性损益占比过高。
能斯达打造柔性感知全矩阵,领跑人形机器人传感器赛道。能斯达已开展柔性微纳传感器业务,积极布局柔性 触觉传感器的研发与创新。目前,公司柔性电子皮肤产品与多家人形机器人本体厂商展开合作,同时已经向部 分机器人厂家进行小批量供货。
日盈电子:布局压阻式/磁电式传感器
业绩增长,盈利能力有待进一步提升。2022-2024年,日盈电子营业收入从7.11亿元增长至9.71亿元,归母净利润 从-0.17亿元增长至0.11亿元,实现扭亏,主要系公司销售规模增长、政府补助、投资收益增加所致。利润率方面,2022-2024年公司毛利率由15%提高到19%,净利率由-2%提高至2%,主要系营业成本、期间费用增加影响。
布局人形机器人传感器领域。2024公司基于在温度传感器、压力传感器等传感器积淀的技术和经验,积极投入 柔性触觉传感电子皮肤开发。根据公司公告,压阻式电子皮肤产品样品已于2025年3月研发成功,磁电式方案正 在研发中;目前公司电子皮肤的单只手价值量在1000元左右。
电磁式触觉传感器龙头——帕西尼感知科技(一级公司)
帕西尼感知科技是一家专注于触觉传感器与机器人灵巧手研发的高科技企业,产品矩阵涵盖触觉 传感器、高低配置灵巧手及机器人本体合作方案。公司核心技术基于霍尔效应触觉传感器,结合 视觉与触觉数据融合算法,为机器人提供高精度力觉反馈。目前,公司客户包括苹果、达闼、星 动纪元等行业头部企业,2024年触觉传感器出货量达数千颗,市占率稳居行业前列。其核心市场 聚焦具身智能与工业机器人领域,同时积极拓展扫地机器人、穿戴设备等泛机器人场景。
报告节选:



(本文仅供参考,不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息,请参阅报告原文。)
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